4-2015

Stromversorgung
Rückspeisefähige Quellen und Senken sparen bares Geld
Mit rückspeisefähigen Quellen und Senken von ET System electronic lassen sich die Energiekosten um
bis zu 96% senken. Je nach Prüfaufgabe summieren sich die jährlichen Kosteneinsparungen schnell auf
fünfstellige Beträge.
Bild 1: Blockschaltbild einer rückspeisefähigen Quelle
Elektronische Lasten simulieren
in Prüfständen und Versuchsaufbauten
beliebige Verbraucher und
ermöglichen damit Tests und Versuche
mit Akkumulatoren, Netz- und
Ladegeräten oder Generatoren. Die
dabei umgesetzten Leistungen können
bei der Parallelschaltung mehrerer
Geräte schnell Werte bis in
den Megawatt-Bereich erreichen
- mit der Folge, dass auch die entstehenden
Stromkosten beeindruckende
Dimensionen annehmen.
Eine Beispielrechnung zeigt das
deutlich: Ein Unternehmen, das
im Jahresmittel 10 kW als Dauerleistung
für seine Testläufe verbraucht,
benötigt dafür 87.600 kWh
an elektrischer Energie. Bei einem
Preis von 25 Cent pro kWh fallen
damit jährlich Stromkosten von fast
22.000 Euro an.
Solche Kosten sind mehr als nur
beachtlich - und sie sind vor allem
zum größten Teil vermeidbar, denn
rückspeisefähige Senken oder rückspeisefähige
Quellen/Senken sind
in der Lage, einen Großteil der
elektrischen Energie zurückzugewinnen
und deutlich über 90% der
Stromkosten einzusparen. Sie wandeln
die Energie, die sie beispielsweise
beim Test eines Akkumulators,
eines Generators oder auch
eines Photovoltaik-Moduls aufgenommen
haben, in eine Netzspannung
um und speisen sie in das Netz
zurück - und die Einsparungen sind
dabei so deutlich, dass die Mehrkosten
einer rückspeisefähigen Senke
schnell wieder hereingespielt sind.
Rückspeisung senkt massiv
die Kosten
ET System electronic gehört zu
den führenden Anbietern bei AC- und
DC-Quellen, Stromversorgungen,
elektronischen Lasten, rückspeisefähigen
Lasten und rückspeisefähigen
Quellen/Senken. Das Unternehmen
bietet seinen Kunden eine
Vielzahl an elektronischen Lasten
an, die einen weiten Einsatzbereich
abdecken und grundsätzlich
auch als rückspeisefähige Varianten
zur Verfügung stehen. Rückspeisefähige
Quellen/Senken dagegen
sind Kombinationen aus einer
Gleichstromquelle mit einer rückspeisefähigen
elektronischen Last
und vereinen damit zwei Geräte in
einem Gehäuse. Beim Einsatz dieser
Geräte beschränkt sich der tatsächliche
Stromverbrauch auf die
Verlustleistung in der Quelle und in
der Senke. Bei Prüfaufgaben, bei
denen keine Energie in Akkumulatoren
und anderen Speichern zwischengespeichert
wird, lassen sich
so Testläufe durchführen, bei denen
beispielsweise Prüfleistungen von
30 kW aufgebracht werden, während
der tatsächliche Leistungsbedarf
sich bei einem Gesamtwirkungsgrad
von 90% auf rund 3 kW
beschränkt. Das hat nicht nur für
die Stromkosten erfreuliche Konsequenzen,
sondern auch für die Spitzenlast
im Netz: Sie erhöht sich trotz
großer elektrischer Prüfleistungen
nicht nennenswert, so dass die Unternehmen
weiter in günstigen Tarifbereichen
bleiben können, obwohl
sie hohe Spitzenleistungen bei der
Prüfung einsetzen.
Rückspeisung ist aber auch dort
interessant, wo Versuche mit hohen
Leistungen durchgeführt werden sollen,
aber lediglich eine Absicherung
mit 64 A zur Verfügung steht, oder
wo das örtliche Netz so schwach
ausgestaltet ist, dass keine hohen
Leistungen entnommen werden können
- also beispielsweise in schwächer
abgesicherten Prüffeldern, aber
auch an entlegenen Standorten, in
Regionen mit ungenügender Stromversorgung
oder an Standorten, die
ihre Energie selbst erzeugen, zum
Beispiel mit Generatoren oder mit
Fotovoltaikanlagen.
Beim Test von energieaufnehmenden
Prüflingen dagegen liegt
zwischen dem Energieverbrauch
und der Energierückspeisung
eine zeitliche Lücke. Die Energie
für den Prüflauf muss daher
vom Netz zunächst bereitgestellt
werden, beispielsweise wenn ein
Akkumulator zu Prüfzwecken aufgeladen
wird. Sobald der Energiespeicher
aber wieder entladen wird,
kann die dabei frei werdende Energie
wieder ins Netz zurückgespeist
werden. Dazu ist in der Regel noch
nicht einmal ein Zweiwegezähler
erforderlich, weil die rückgespeiste
Leistung meist geringer ist als
der Gesamtbedarf des Unternehmens.
Damit findet hier praktisch
ein interner Ausgleich statt, und
während der Rückspeisung wird
entsprechend weniger Strom aus
dem Netz bezogen.
Höchste Wirkungsgrade
durch sorgfältiges
Elektronikdesign
Sowohl die rückspeisefähigen
Lasten von ET System electronic wie
auch die rückspeisefähigen Quellen/Senken
(Bild 1) arbeiten nach
dem gleichen Funktionsprinzip. Die
Geräte sind mit einem Hochsetzsteller
ausgestattet, der die eingespeiste
Eingangsspannung in eine
Gleichspannung von rund 650 V
hochsetzt. Beim Hochsetzsteller
handelt es sich also um ein getaktetes
Schaltnetzteil, das darauf ausgelegt
ist, auch aus stark schwankenden
Eingangsspannungen eine konstante
Arbeitsspannung zu erzeugen.
Mit dieser Gleichspannung wird im
nächsten Schritt ein Wechselrichter
gespeist, der eine sinusförmige
Spannung generiert und sie in das
Stromnetz zurückspeist.
Bei welchen Spannungen und
Strömen die Geräte eine Netzspannung
zurückspeisen, ist von
Bild 2: Schon bei niedrigen Spannungen beginnt ein LAB/HPR mit
der Rückspeisung - das bedeutet hohe Energieausbeute und niedrige
Kosten.
92 PC & Industrie 4/2015